基于矾花图像识别的混凝剂智能投加系统研究

目前国内水厂大多采用经验法进行混凝剂投加控制,为实现水厂混凝剂投加智能化,本研究搭建了基于矾花图像识别的智能投药系统。该系统结合了YOLOv5矾花识别算法和Linear Regression加药决策算法,并在此基础上添加了一个7维的全连接BP神经网络,通过(563,7)的样本集(563条包含矾花数量、矾花平均等效直径、进水流量等7项参数的样本的集合)进行训练,计算确定每一层的最佳权重,得到最低损失值为0.018的线性回归模型。生产试验表明,矾花目标检测准确率为83.5%,预测投药量相比原有经验值降低11.0%。与传统控制方法相比,该系统时延性更低,可靠性更强,药耗更低,有效降低了水厂加药生产和管理成本。

基于数字图像处理技术的污水自动加絮凝剂研究

针对污水净化需求,研究了矾花特征和絮凝剂加入量之间的联系,利用数字图像处理技术,经过对采集到的矾花图像进行滤波、均衡化、图像分割等操作,完成对矾花的特征识别统计,并通过实验得出絮凝剂加入量和矾花粒径之间的关系。

硫酸铝絮凝物的荧光光谱研究

本工作发现硫酸铝加碱后得到的絮凝物在３４０ｎｍ处有明显的荧光发射峰。在同样的中和度下，其３４０ｎｍ峰高与硫酸铝的浓度成正比，在不同的硫酸铝的浓度下，其峰高与中和度有类似的规律性变化。

基于MATLAB图像处理技术预测絮凝效果

针对现阶段大多数水厂絮凝效果检测时间较长的问题，提出一个新方案：用电子摄像头采集水厂絮凝过程中不同时段水样絮凝状况图片，利用MATLAB软件进行相关地图像处理与分析，寻找出最终絮凝效果与不同时段絮凝状况之间存在地统计相关规律，并以此来提前预知絮凝效果。以华北某水厂实际运行中栅条絮凝池为研究对象，水样中矾花个数在50～500个／mL，总面积在600～4000，平均粒径在160～190um。本方法检测絮凝效果比传统的检测方法在时间上提前了58％。

基于数字图像处理技术的矾花特征提取算法研究

针对原水净化需求,研究了影响混凝效果的矾花特征提取方法。利用数字图像处理技术,通过对采集到的絮凝体图像进行预处理,结合图像Otsu二维分割、连通域判断等操作,完成对矾花粒径分布、分形维数特征的提取,并通过实验验证了矾花特征提取方法的有效性。

北方某开发区净水厂工艺设计问题探讨

针对某净水厂实际处理能力不能满足设计要求、矾花大量上浮、臭氧接触池池顶冒水等问题,通过分析比对找到原因,例如沉淀池配水区过孔流速较大、滤池承托层级配问题以及厚度不足等,并提出了解决措施。

自来水厂混凝剂智能投加系统的构建与应用

在常规水处理工艺中,混凝沉淀是一个多参数、非线性且大时滞的过程。某大型水厂在混凝阶段采用机器视觉技术和相关AI算法,构建混凝剂智能投加系统。该系统采用微距成像的方式,利用水下摄像头捕捉混凝阶段所形成“矾花”的微距特征,并应用图像识别技术实现对矾花特征的量化表达,同时引入与混凝沉淀相关的多维生产参数,采用分段集成学习的方式,建立智能投加算法模型,并开发多参数混凝剂投加的自动分析和评估决策系统。该水厂的实际应用表明,实现混凝剂智能投加的精准控制,可起到降低混凝剂耗量、节省生产成本的作用。

老旧自来水厂絮凝沉淀池技术改造实践

某自来水厂一期工程设计规模9×10^(4)m^(3)/d,建于1995年,采用平流沉淀池工艺,2010年改造为平流斜管复合沉淀池。由于絮凝效果差、斜管沉淀区底部排泥不彻底“、跑矾”等原因导致实际产水量仅为7×10^(4)m^(3)/d,亟需进行优化改造,以提高产水量。采取延长絮凝时间、将机械+网格絮凝改为网格絮凝并优化布置、用桁架式吸泥机替代穿孔管排泥、增加配水区高度等技术改造措施后,产水量提高至10.5×10^(4)m^(3)/d。

一体式絮体-超滤工艺去除腐殖酸效能与机制

近年来,一体式吸附剂-超滤膜组合工艺以其效率高、膜污染程度低且占地面积小等优势逐渐在水处理中广泛应用.然而,目前所用吸附剂多为颗粒型,如粉末活性炭、碳纳米管、纳米铁等.不仅长期运行极易引起膜表面损伤,且多数吸附剂成本较高.为有效克服上述问题,以水处理中广泛应用的铝盐混凝剂水解絮体为吸附剂,以天然水体中普遍存在的腐殖酸为目标污染物,考察了松散且密度低的絮体直接注入膜池后腐殖酸的去除效率及膜污染行为.结果表明,曝气方式、絮体注入频率及注入量均能不同程度地影响该组合工艺效能.与间歇曝气和一次性注入相比,采用连续曝气且分批次注入时,絮体在膜表面形成松散"保护膜",充分发挥了絮体作用,腐殖酸去除效率较高,膜污染程度显著降低.单独HA污染超滤膜时,5d内跨膜压差急剧增至74.8 k Pa,而连续曝气且每次2 d注入5.4 mmol·L-1絮体运行8 d后跨膜压差仅增至6.3 k Pa.此时HA去除率为73.3%(8 d),远高于无絮体注入时(5 d,32.1%).此外,分批次注入絮体时仅有少量腐殖酸吸附于膜孔,松散滤饼层为主要污染方式,且单次注入量越大,运行结束经水洗后膜表面平均孔径也越大.本研究表明一体式松散絮体-超滤膜组合工艺在水处理中具有潜在应用前景.